Différence entre procaryote et eucaryote

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Traductions

Définition

Domaine, Discipline, Thématique

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Enseignement des sciences de la vie / Enseignement des sciences naturelles / histoire des sciences / Taxonomie / Systématique / phylogenèse / Biologie / Biologie animale / Biologie végétale / Biologie cellulaire / Biologie organique / Biologie médicale / Biologie moléculaire / Microbiologie / Sciences de la vie / Biotechnologie / Développement durable / Biochimie / Génétique moléculaire / Ecologie / Cytologie / Histologie / Physiologie / Anatomie / pharmacologie / pharmacie /

Justification

Définition écrite

Les deux grands types d’organismes cellulaires, procaryotes et eucaryotes, ont un ancêtre commun unicellulaire appelé proto-cellule ou progénote qui est un organisme procaryote. DE cela, on comprend que, les eucaryotes proviennent des procaryotes.

Les deux deux grands types d'organismes:

                                             Les procaryotes
                                             Les eucaryotes

Les procaryotes

du grec pro c'est  avant et karyon c'est  noyau, c'est à dire avant noyau ou sans noyau.

Les procaryotes sont des êtres unicellulaires, dépourvus de noyau et bordés d'une membrane.

Les procaryotes sont identifiés aux bactéries : la plupart vivent comme des organismes monocellulaires mais certaines bactéries s’associent en chaînette. Les procaryotes ont leur ADN dans le cytoplasme de la cellule

Les cellules procaryotes sont divisées en deux types cellulaires :

Les archéobactéries qui prennent en compte les cellules méthanogènes, les cellules halophiles et les cellules thermoacidophiles. Les archéobactéries sont les premières à coloniser les roches nues car elles survivent avec le minimum de ressources.

Les eubactéries (ou « vraie-bactérie ») sont les plus proches des bactéries actuelles. Elles prennent en compte les bactéries contemporaines, les mycoplasmes et les cyanobactéries. Le procaryote classique est Escherichia-coli (ou E-coli), qui est une bactérie habitant dans la flore intestinale humaine grâce à une paroi cellulaire rigide.

Les bactéries se distinguent de part leurs parois cellulaires mise en évidence par la coloration de Gram. On trouve des bactéries « gram + » et des bactéries « gram – » :

''Les bactéries gram +'' retiennent le colorant, coloration violette. Leurs parois possèdent une couche unique de peptidoglycane qui repose sur la membrane plasmique, les deux constituent la paroi cellulaire. On pourra prendre comme exemple les staphylocoques.

''Les bactéries gram –'' sont beaucoup plus perméables au colorant, coloration rose. Leurs parois sont constituées d’une couche fine de peptidoglycanes qui repose sur la membrane plasmique entourée par une membrane externe : il y a donc trois couches. L’exemple le plus pertinent sera Escherichia-coli.

Les cellules procaryotes contiennent un compartiment unique, le cytoplasme, contenant un chromosome ou une molécule d’ADN unique qui est le plus souvent circulaire et que l’on appelle le nucléoïde.

Les bactéries se répliquent rapidement par division cellulaire ou scissiparité. Elles peuvent être pathogènes ou non pathogènes.

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  Une bactérie

Les eucaryotes

Les eucaryotes: eu c'est vraiet  caryon c'est noyeau, donc les eucaryotes sont des cellules qui  possèdent un noyau, compartiment

séparé du reste du contenu cellulaire, qui contient l’ADN.

Les Eucaryotes (Eukaryota) sont un domaine regroupant tous les organismes, unicellulaires ou multicellulaires, qui se caractérisent par la présence d'un noyau et généralement d'organites spécialisés dans la respiration, en particulier mitochondries chez les aérobies mais aussi hydrogénosomes chez certains anaérobies. On le distingue des deux autres domaines que sont les Eubacteria et des Archaea.

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  eucaryotes et procaryotes

Caractéristiques générales des cellules eucaryotes

Les eucaryotes correspondent aux organismes multicellulaires (animaux, plantes, champignons) ainsi qu’à quelques eucaryotes unicellulaires. Le modèle eucaryote est un vers appelé Caenorhabditis Elegans qui a les mêmes mécanismes moléculaires et biochimiques que l’ensemble des organismes multicellulaires tout en étant facilement étudiable car il possède un nombre limité de cellules (131 cellules).

Les eucaryotes monocellulaires correspondent aux protistes qui sont de deux types : animal les protozoaires et végétal les protophytes. Le modèle protistes est la levure ou Saccharomyces Cerevisae qui est un champignon à paroi cellulaire rigide qui absorbe des sucres pour sécréter de l’alcool et du CO2.

Les cellules végétales sont le sommet de l’évolution végétale : elles sont capables de synthétiser toutes substances organiques à partir de matière inorganique et de lumière (cf. cours de biologie végétale, chapitre photosynthèse). Elles contiennent des chloroplastes présentant des vacuoles volumineuses limitées par une double membrane qui correspondent à des saccules empilées les unes sur les autres appelées thylakoïde, où se réalisent la photosynthèse et donc qui contiennent de la chlorophylle. Les chloroplastes, comme les mitochondries, peuvent se reproduire et possèdent leurs propres ADN.

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  Description 1

Evolution biologique des Procaryotes aux Eucaryotes

Appelé l'endosymbiose.

Selon la théorie endosymbiotique énoncée par Max Taylor (1979) puis par Lynn Margulis (1993), les cellules Eucaryotes proviennent de l'association de plusieurs Procaryotes. Cette théorie s'appuie entre autre sur les éléments suivants : la taille des mitochondries et des chloroplastes est semblable à celle des bactéries chacun de ces organites possède un matériel génétique (ADN) qui lui est propre chacun de ces organites possède le matériel nécessaire pour la synthèse protéique (ARNt, ribosomes, polymérases) chacun de ces organites peut se diviser par étranglement médian (après avoir dupliqué le matériel génétique) La théorie endosymbiotique de l'origine de la cellule Eucaryote postule que :

la mitochondrie dérive d'une bactérie respirante le chloroplaste dérive des cyanobactéries

Organisation des cellules eucaryotes

Comme dit précédemment, les cellules eucaryotes sont délimitées par une membrane (animaux) ou paroi (végétaux) et possèdent un noyau qui est l’organite contenant le génome de l’individu.

Dans la cellule eucaryote il existe également des organites qui font soit parti du système endo-membranaire, soit parti des organites clos (peroxysomes, mitochondries et chloroplastes).

Le système endo-membranaire correspond à l’ensemble des saccules limité par des membranes simples en communication permanente les unes avec les autres, et avec la membrane plasmique grâce à des vésicules (réticulum-endoplasmiques, enveloppe nucléaire, appareils de Golgi, lysosomes et endosomes). Ils consomment tous de l’énergie.

Les organites clos sont les principaux transformateurs énergétiques de la cellule, ils permettent la formation d’énergie.

organite	fonction
noyau	Stocke les informations génétiques ; contrôle toutes les activités cellulaires
Réticulum endoplasmique (RE)	Réseau de tubes et de membranes qui transportent les matériaux à travers la cellule, et jouent un rôle dans la modification des protéines et la synthèse des lipides ; a deux parties : le RE rugueux (contient des ribosomes) et le RE lisse (ne contient pas de ribosomes
L'appareil de Golgi	Disques membranaires plats qui emballent et trient les protéines
Mitochondrie	Transforme les sucres en énergie pour la cellule
Chloroplaste	Utilise l'énergie lumineuse pour produire de la nourriture pour les cellules végétales
Vacuole	Lieu de stockage pour la nourriture, l'eau et les déchets ; la vacuole centrale aide à maintenir la forme des cellules végétales
Lysosome	Décompose les grandes molécules et digère les anciennes parties des cellules

Tableau: Organites spécifiques aux eucaryotes

D’autre part le cytosquelette permet le maintien de la morphologie cellulaire, la position des organites dans la cellule et le transport de différents composants cytoplasmiques. Parmi eux on trouve les microfilaments d’actine, les microtubules et les filaments intermédiaires de cytokératine.

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  Une cellule animale

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  Une cellule végétale

3) Homéostasie « Le milieu dans lequel baignent la plupart des cellules de l’organisme eucaryote multicellulaire est la portion interstitielle du liquide extracellulaire. Le fonctionnement normal des cellules dépend de la constance de ce liquide et il n’est donc pas étonnant que chez les eucaryotes multicellulaires, de multiples mécanismes régulateurs se soient développés pour en maintenir les conditions. L’homéostasie décrit les différents arrangements physiologiques qui permettent de rétablir l’état normal après une perturbation. » (Physiologie médicale de William Ganong, publié par De Boeck Université)

Les caractères distinctifs entre procaryote et eucaryote

Les procaryotes

Les cellules procaryotes ne possèdent pas de noyaux et possèdent un ADN circulaire ou linéaire, situé dans le cytoplasme et haploïde à l’état végétatif. De cette manière la réplication, la transcription et la traduction de l’ADN se fait directement dans le cytoplasme.

Les procaryotes

n’ont pas de cloisonnement cytoplasmique et leurs membranes ne possèdent pas de stérols mais elles sont doublées d’une couche de peptidoglycane formant la paroi cellulaire (cf. plus haut dans le cours). La substance fondamentale du cytoplasme est appelé le cytosol qui est rigide chez les procaryotes, avec une absence de flux (ni exocytose, ni endocytose). Les procaryotes ne possèdent ni organites ni cytosquelette.

Les eucaryotes

Les cellules eucaryotes possèdent un noyau qui est l’organite le plus volumineux et qui est délimité par une double membrane appelée enveloppe nucléaire. Dans le noyau se réalise la réplication et la transcription de l’ADN ; la traduction se fait dans le cytoplasme de la cellule.

Les eucaryotes ont des cloisonnements cytoplasmiques permettant la formation des organites (noyau réticulum endoplasmique, appareil de golgi, lysosomes, peroxysomes et vésicules), ces organites nagent dans le cytosol qui chez les eucaryotes est fluide avec présence de flux grâce au cytosquelette (cf. suite du cours). Les membranes plasmiques ne sont pas doublées d’une paroi pour les animaux, mais doublées pour les végétauX (paroi pecto-cellulosique) et pour les champignons (paroi polysaccharidique) ; dans tous les cas il y a absence de peptidoglycane mais présence de stérols.

caractéristques	cellule procaryote	cellule eucaryote
taille typique	1-10 µm	10-100 µmx.
Type de noyau	nucléoide pas de véritable noyeau	vrai noyeau
Division de la cellule	division simple	mitose (réplication de la cellule) méiose (menant à la formation de gamètes)
	Organisation génétique
Membrane nucléaire	non	oui
Nombre de chromosomes	généralement 1	> 1
Chromosome circulaire	oui	non
Histones	non	oui
Nucléole	non	oui
Echange génétique	transfert unidirectionnel	fusion de gamètes
ARN et synthèse des protéines	couplé au cytoplasme	synthèse d'ARN dans le noyau synthèse de protéines dans le cytoplasme
Premier acide aminé initiant la synthèse d'une chaînepolypeptidique	méthionine ou N-formylméthionine	méthionine
	Structures cellulaires et organites
Réticulum endoplasmique	non	oui
Appareil de Golgi	non	oui
Lysosomes	non	oui
Mitochondries	non	oui
Chloroplastes	non	oui chez les plantes
Microtubules	non	oui
Paroi cellulaire avec peptidoglycane	oui	non
Présence de stérols dans les membranes	non	oui
Endospores	oui, parfois	non
Taille des ribosomes	70 S	80 S, sauf mitochondries etchloroplastes
Localisation des ribosomes	dispersés dans le cytoplasme	dispersés dans le cytoplasme ou liés au réticulum endoplasmique
Constantes de sédimentationdes ARN ribosomaux	16S, 23S, 5S	18S, 28S, 5,8S, 5S
	Attributs fonctionnels
Phagocytose	non	oui,parfois
Pinocytose	non	oui,parfois
Flux cytoplasmique	non	oui
Mouvement de la cellule	flagelles faites de flagelline	flagelle et cils faits de tubuline
Site du transport des électrons	membrane cellulaire	membrane des organites

Tableau: Comparaison des caractéristiques des cellules Procaryotes et Eucaryotes

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Différence entre procaryote et eucaryote - Historique (+) Définition graphique Cellule procaryote Cellule eucaryote animale Cellule eucaryote végétale Cellule bactérienne organisme pluricellulaire {{{Video}}} {{{AutresMedias}}} Concepts ou notions associés (+) procaryote / eucaryotes / acaryote / archéobactérie / eubactérie / bactérie gram + / bactérie gram - / noyeau / organite / membrane / bactérie / cyanobactérie / archées / cyanophycée / unicellulaire / puricellulaire / mlticellulaire / nucléoïde / reproduction sexuée / reproduction asexuée / division cellulaire / endosymbiose / protocellule / progénote / ADN circulaire / membrane cellulaire / les cloisonnements cytoplasmiques / Différence entre procaryote et eucaryote - Glossaire / (+) Exemples, applications, utilisations Dans le domaine de la bactériologie médicale;La coloration de Gram doit son nom au bactériologiste danois Hans Christian Gram qui mit au point le protocole en 1884. C'est une coloration qui permet de mettre en évidence les propriétés de la paroi bactérienne, et d'utiliser ces propriétés pour distinguer et classifier les bactéries. Son avantage est de donner une information rapide, facile et bon marché sur les bactéries présentes dans un produit ou un milieu, tant sur le type que sur la forme. -La coloration de Gram est la méthode de coloration la plus utilisée, elle permet de colorer les bactéries et de les distinguer à l'examen direct par leur aptitude à fixer le violet de gentiane (Gram +) ou la fuschine (Gram -). - L'intérêt de cette coloration est de donner une information rapide et médicalement importante. La coloration de Gram est fondée sur l'action successive d'un colorant d'aniline, le cristal violet, d'iode puis d'un mélange d'alcool et d'acétone. Dans un premier temps, le colorant pénètre dans la paroi et le cytoplasme. Dans un second temps, l'iode réagit avec le colorant et le rend insoluble. La perméabilité plus grande des bactéries à Gram négatif à l'alcool permet la décoloration. Les bactéries à Gram positif restent colorées en violet ou mauve. Une contre-coloration (par exemple en rose) permet de visualiser à nouveau, les corps cellulaires des bactéries à Gram négatif. Dans le domaine de la microbiologieLa coloration de Gram est fréquemment utilisée en microbiologie pour mettre en évidence les bactéries Gram positif/négatif. Cela permet de différencier et de classer les différentes populations de micro-organismes. Par exemple, lorsqu'il y a suspicion d'infection de l'organisme dans une biopsie, on pourra utiliser cette coloration suivie d'une analyse histopathologique pour émettre un diagnostic. Cette méthode a l'avantage d'être plus rapide qu'une culture classique. Les bactéries détectées sont classées en deux catégories. À titre d'exemples : Les staphylocoques et les streptocoques, bactéries à Gram +, apparaissent en violet ; Escherichia coli, entérobactérie à Gram -, apparaît sous forme de bacille rose/rouge (en fonction de la contre-coloration fuchsine ou safranine). bactérie gram- Escherichia coli bactérie Gram+ Bacillus subtillis (+) Erreurs ou confusions éventuelles Confusion entre procaryotes - eucaryotes Confusion entre unicellulaire- pluricellulaire Confusion entre bactérie gram+ - bactérie gram- Erreur fréquente: Toutes les cellules eucaryotes sont pluricellulaires. Erreur fréquente: Les procaryotes sont des unicellulaires et les eucaryotes sont des pluricellulaires. Erreur fréquente: Les procaryotes ne contiennent pas des informations génétiques car ils ne possèdent pas de noyaux. Erreur fréquente: Les virus sont des procaryotes Erreur fréquente: les virus, bactérie et microbe sont sous forme ronde ou ovale Erreur fréquente: Parmi les conceptions des organismes, la majorité des élèves n'expriment pas le mouvement chez les virus, bactérie et microbe. Toutefois, seuls les parasites semblent posséder cette capacité de déplacement. Erreur fréquente: le microbe est un être invisible à l’œil nu Erreur fréquente: Le microbe est un être mauvais et méchant(C'est à dire affaire qui nous rend malade) Erreur fréquente: Certaines pensent que seules les cellules animales ont des mitochondries et que les cellules végétales ont des chloroplastes. Cependant, les plantes ont besoin à la fois de chloroplastes et de mitochondries pour réaliser respectivement la photosynthèse et la respiration cellulaire. (+) Questions possibles Quelles sont les caractéristiques d'une cellule procaryote? Quelles sont les caractéristiques d'une cellule eucaryote? Est ce que les eucaryotes dérivent des procaryotes? Comment différencier entre une cellule procaryote et une cellule eucaryotes? Y'a t-il des organismes qui ne sont ni eucaryotes, ni procaryotes? si oui, Les quels? C'est quoi un acaryote? Quelle est la différence entre une cellule végétale et une cellule animale? Est - ce que tous les procaryotes sont des unicellulaires? Est - ce que tous les eucaryotes sont des pluricellulaires? C'est quoi la théorie endosymbiotique? quelle théorie est effondrée par l'apogée de la théorie endosybiotique? (+) Liaisons enseignements et programmes Idées ou Réflexions liées à son enseignement L'enseignement des organismes eucaryotes et procaryotes doit se baser sur des observations microscopiques de différents types de cellules et laisser à l’initiative des apprenants de dégager les différences observées. Le travail sur les conceptions erronées est indispensable pour la construction d'un savoir scientifique. Des études on t prouvé que les élèves portent plusieurs conceptions erronées sur les concepts: virus- bactéries - champignons et parasites.Pour cela leur émergence à travers le questionnement et la schématisation est utile. Des tableaux de comparaison dans l'enseignement des eucaryotes et procaryotes est indispensable dans la mémorisation en vue de distinguer les similitudes et les différences entre les organismes procaryotes et les organismes eucaryotes.(une pensée dialogique est fiable pour la mémorisation et l'appréhension de certaines notions. ................. (+) Aides et astuces Pour enseigner les organismes unicellulaires et les organismes pluricellulaires, il faut travailler sur les compétences: - Pratiquer des démarches scientifiques. - Observer au microscope - Expérimenter - Raisonner et produire un texte pour justifier une affirmation. - Communiquer et utiliser le numérique. - Visualiser des molécules avec Libmol et avec Rastop. - Communiquer sur ses démarches, ses résultats en argumentant. - Utiliser des outils et mobiliser des méthodes pour apprendre. - Apprendre à organiser son travail. - Collaborer dans une démarche de projet ( parcours projet) Pour enseigner les organismes pluricellulaires, il faut mener les élèves à penser de façon complexe, il faut voir l'organisme de façon globale et pas avec une pensée réductionniste, leur mener à penser que les organismes pluricellulaires sont donc des sociétés organisées de cellules qui se spécialisent afin de remplir les différentes fonctions indispensables à la vie et leur présenter des schémas qui résument les fonctions complexes du corps, leur montrer aussi le lien et les liaisons entre les différentes associations tel que le schéma suivant: pensée complexe de l'organisme Education: Autres liens, sites ou portails .................. .................. .................. Bibliographie Pour citer cette page: (entre procaryote et eucaryote) ABROUGUI, M & al, 2021. Différence entre procaryote et eucaryote. In Didaquest [en ligne]. <http:www.didaquest.org/wiki/Diff%C3%A9rence_entre_procaryote_et_eucaryote>, consulté le 1, novembre, 2024 .................. .................. .................. .................. Donnez votre avis sur les fiches conceptuelles